有關(guān)PLC自動化技術(shù)在制茶中的應(yīng)用分析

馬岳春

（中國能源建設(shè)集團浙江火電建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310016）

作為重要加工增值性農(nóng)產(chǎn)品，茶葉加工會對茶品質(zhì)產(chǎn)生直接影響，是茶產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的重要一環(huán)。傳統(tǒng)茶葉加工方式主要以手工炒制為主，雖然品相俱佳，但對于炒制人的經(jīng)驗以及手法等都有著極為嚴(yán)苛的要求，整體產(chǎn)量也相對較低，無法滿足產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需求，因此自動化生產(chǎn)制茶模式開始得到應(yīng)用。自動化的茶葉加工模式，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化、清潔化以及自動化的加工，可以滿足用戶對于產(chǎn)品的基本要求。

1 茶葉加工裝備發(fā)展分析

為滿足現(xiàn)代化大規(guī)模茶葉生產(chǎn)需求，成套茶機開始得到廣泛應(yīng)用，為實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化加工模式提供了更多可能，對茶葉業(yè)行業(yè)發(fā)展起到了有效帶動作用。經(jīng)過多年發(fā)展與優(yōu)化，國內(nèi)茶葉裝備以及種類變得更加豐富，機電一體化模式得到深度落實，開始逐步向程控化方向進行發(fā)展。茶葉自動包裝機、快速冷卻存放機以及可調(diào)試連續(xù)理條機等設(shè)備的應(yīng)用，為茶葉連續(xù)化加工提供了可能性。

國內(nèi)的茶葉連續(xù)化生產(chǎn)模式研究起步相對較晚，但整體發(fā)展速度卻極為喜人，而各種先進技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用也為規(guī)?；a(chǎn)提供了更多的可能性，茶葉生產(chǎn)精準(zhǔn)度以及質(zhì)量均得到了顯著提升。其中PLC技術(shù)的應(yīng)用，不僅實現(xiàn)了對制茶順序的有效控制，同時還能夠通過對技術(shù)優(yōu)勢的運用，對制茶全過程展開全面監(jiān)督與管控，可及時發(fā)現(xiàn)存在問題并對其展開處理，進而實現(xiàn)高質(zhì)量制茶的目標(biāo)。

2 PLC自動化技術(shù)的原理與特點

PLC是一種數(shù)字運算操作電子系統(tǒng)，會通過對編制程序存儲器的運用，對內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯計算以及順序運算等一系列操作，進而通過模擬式或數(shù)字式輸入、輸出的方法，對各類型機械或生產(chǎn)過程實施管控。

技術(shù)應(yīng)用具有以下特點與優(yōu)勢：①抗干擾能力較強，可靠性較高。技術(shù)采用的是大規(guī)模集成電路，具備良好的抗干擾性能，開關(guān)節(jié)點以及電氣接線相對較小，所產(chǎn)生的故障可能性也相對較低，同時因為技術(shù)帶有硬件故障自主檢測功能，會在出現(xiàn)異常時發(fā)出警報，所以可為人員故障排查提供精準(zhǔn)依據(jù)，能夠保證生產(chǎn)全過程可靠性以及穩(wěn)定性；②功能完善且控制能力較強。技術(shù)經(jīng)過不斷完善與發(fā)展，已經(jīng)可以在各種規(guī)模工業(yè)控制場合中得到應(yīng)用，其不僅具備良好的邏輯處理能力，而且數(shù)據(jù)運算能力以及素質(zhì)控制能力也較為突出，在位置控制、溫度控制以及其他控制工作中有著較為突出的表現(xiàn)，加之人機界面技術(shù)與通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，使得控制系統(tǒng)應(yīng)用效果變得更加理想；③操作較為簡單。技術(shù)接口相對較為容易，工程技術(shù)人員可通過學(xué)習(xí)進而掌握編程語言，且各項邏輯控制指令也較為簡單、方便，人員對于技術(shù)的操作難度相對較小，即便是不懂得計算機原理以及電子電路等知識點的人，也可在經(jīng)過培訓(xùn)之后，熟練掌握相應(yīng)操作；④維護較為方便且容易進行改造。由于該技術(shù)所使用的邏輯為儲存邏輯，可有效減少控制設(shè)備外部接線數(shù)量，能夠切實提升建造效率以及系統(tǒng)設(shè)計效率，整體維護也較為方便，所以其在維護方面以及建造方面的優(yōu)勢較為突出，在各種生產(chǎn)場合中都較為適用。

3 PLC技術(shù)在制茶中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用總體思路

3.1.1 制茶工序自動化管理。通過對PLC自動化技術(shù)的合理運用，實現(xiàn)對制茶工序的完全自動化管控，能夠在保證管理自動化水平的同時，達到有效提高產(chǎn)品處理質(zhì)量的目標(biāo)。為保證制茶工序的穩(wěn)定性以及有效性，需要所有工序按照一定順序合理連接在一起，通過對連接合理性的觀察，及時對不合理問題展開調(diào)整，保證工序前后安排的有效性，確保整體生產(chǎn)流程的合理性，從而保證制茶質(zhì)量與品質(zhì)。

PLC技術(shù)的綜合性發(fā)展，為技術(shù)自動化水平提升提供了可靠的技術(shù)支持，可以實現(xiàn)制茶工序自動化，擺脫人為控制。這樣不僅能夠有效降低人為操作失誤，同時還能實現(xiàn)對整體制茶成本的有效控制，減少不必要的人工成本。能夠通過網(wǎng)絡(luò)渠道的運用，對各項工序進行控制與監(jiān)督，保證PLC自動化技術(shù)和制茶工藝可以有機融合在一起，及時對制茶過程中所存在的各項問題展開合理調(diào)整，進而保證產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

3.1.2 制茶過程監(jiān)督與管控。自動化技術(shù)的最大優(yōu)勢是能夠?qū)崿F(xiàn)對工藝自動化的完全性處理，可通過控制器與網(wǎng)絡(luò)的有效連接，將工藝各項情況真實呈現(xiàn)在顯示器上，以便管理人員進行監(jiān)督與管控。在PLC技術(shù)的支持之下，構(gòu)建起完善的管理體系以及監(jiān)督體系，能夠?qū)崿F(xiàn)對各項施工工藝的全方面掌控，確保在問題發(fā)生時，能夠第一時間做出反應(yīng)，可以在最短時間內(nèi)做好排除異常工作。與傳統(tǒng)制茶工藝相比，自動化的制茶工藝反應(yīng)速度要更加迅速，在監(jiān)督方面也更加智能有效，但就整體應(yīng)用而言，由于技術(shù)應(yīng)用時間相對較短，所以難免會存在一些不足之處，還需要在技術(shù)應(yīng)用過程中不斷進行總結(jié)與改進，做好基礎(chǔ)自動化功能拓展，從而形成高水平自動化制茶工藝體系，保證技術(shù)最終應(yīng)用效果。

3.2 具體應(yīng)用

制茶工藝分為投料篩分風(fēng)選、目視揀雜、煉雜儲料等多項工序，在此將從制茶工藝入手，對PLC技術(shù)的具體應(yīng)用展開詳細介紹。

3.2.1 投料篩分風(fēng)選系統(tǒng)。該系統(tǒng)會通過對風(fēng)選機以及篩分機等設(shè)備的控制，按照定時供給手段對儲茶斗展開茶葉分配。在儲茶斗達到茶葉上限時，會自動循環(huán)到另一處儲茶斗進行茶葉供給。能夠按照實際情況確定儲茶斗是否進行使用，且會在儲茶斗填滿之后，發(fā)出報警信息并提醒工人減少茶葉供給量。料位檢測裝置會通過對篩分機的檢測，確定是否存在堵塞問題，以便及時對堵塞問題進行處理，防止影響正常操作。

3.2.2 目視揀雜系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要負責(zé)揀雜、運輸機檢驗以及返料運輸機控制等一系列操作，會通過在揀雜線上安裝控制按鈕的方式，對揀雜帶的運行進行控制，以便精準(zhǔn)對控制帶實施操作，會按照運行情況自動判斷是否需要進行運行。同時，當(dāng)揀雜料到達指定位置之后，檢驗員位置的指示燈會自動亮起，會通過小皮帶運輸?shù)姆绞?，將選好的茶葉送到檢驗員處進行檢查。可通過對變頻器的運用對小皮帶運送速度進行控制，并通過對PLC技術(shù)的運用，對出料時間進行管控。如果檢查沒有次品存在，會直接增加產(chǎn)量，如果存在次品，則會及時進行返工處理。工人工號會在觸摸屏上進行顯示，并將次品產(chǎn)量以及合格產(chǎn)量等顯示在其中，更加方便管理人員進行管理。

3.2.3 揀雜儲料系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要用于揀雜后茶葉到儲料倉之間的存儲管控，會按照具體需要進行儲料倉位選擇，并會通過按下選擇按鈕的方式，將行車自動移動到該倉位之中。在到達指定地點之后，用平面運輸機進行茶葉運送，茶葉裝滿之后，自動移到下一倉位進行傳送。當(dāng)所有倉位均填滿之后，會立即停止系統(tǒng)運行，且會向控制臺發(fā)出相應(yīng)提示。在儲料倉出料時，會根據(jù)需要對烘干機料倉以及儲料倉位進行選擇，系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)置要求將茶葉運輸?shù)胶娓蓹C位置，對其展開烘干操作。

3.2.4 烘干溫度系統(tǒng)。烘干爐的溫度控制是保證茶葉品質(zhì)的關(guān)鍵所在，而在PLC技術(shù)的控制之下，該系統(tǒng)可實現(xiàn)對烘干機溫度的實時管控。將出風(fēng)口溫度控制在合理范圍之內(nèi)，并會通過模糊控制設(shè)備對溫度進行精準(zhǔn)管控，保證爐內(nèi)溫度可以達到最佳茶葉烘干狀態(tài)所需的溫度。在設(shè)備中會對電爐的各項指標(biāo)進行顯示，應(yīng)用緩啟動技術(shù)，對電網(wǎng)實施無沖擊管控。在高精度智能溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的支持之下，爐內(nèi)溫度控制在±0.5℃以內(nèi)會及時對溫度超溫以及熱風(fēng)溫度超溫等問題進行報警，并在第一時間做出連鎖停爐反應(yīng)，以防茶葉品質(zhì)受到影響。

3.2.5 烘干系統(tǒng)與烘干后篩分儲料系統(tǒng)。烘干控制系統(tǒng)主要負責(zé)烘干風(fēng)機以及鏈板轉(zhuǎn)速等各項細節(jié)控制，運用變頻器，對烘干機速度展開自動化調(diào)節(jié)，并對鏈板機出料小皮帶展開正反轉(zhuǎn)管控工作，能夠自主展開運行與管控，保證烘干環(huán)節(jié)的控制效果。而篩分儲料控制系統(tǒng)，會按照需要將烘干后的材料運輸?shù)街付▋α蟼}位之中，將會在所有倉位填滿之后，發(fā)出相應(yīng)警示。如果倉位沒有進行選擇，不會對該倉展開填茶操作。

3.2.6 自動稱重系統(tǒng)。當(dāng)茶葉完成一系列的處理之后，需要進行稱重與包裝。此時會通過對PLC技術(shù)的運用，料位器均勻展開出料操作，在確定茶葉達到指定重量之后，才會停止出料，進而完成自動化稱重任務(wù)。這樣不僅能夠保證茶葉稱量的精準(zhǔn)度，同時還能夠有效提高稱重效率，保證生產(chǎn)整體速度。

茶葉自動化生產(chǎn)技術(shù)以及方式方法正處于不斷發(fā)展與完善的階段，不可避免地會面臨機械性能有待改進以及技術(shù)有待提高等方面的狀況。在此環(huán)境中，需要不斷加大對各項技術(shù)的研究力度，要對機械性能以及適應(yīng)性能進行不斷提升，從而達到有效提高茶葉自動化生產(chǎn)線水平的目標(biāo)，確保PLC技術(shù)以及其他先進技術(shù)可以在制茶工藝中得到更好的應(yīng)用，從而為我國茶文化推廣以及茶產(chǎn)品工藝發(fā)展提供可靠技術(shù)層面支持，形成良性化發(fā)展模式。